Az ózon felhasználása a tejiparban: áttekintés
Kivonat. Cikk forrása: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1471-0307.12302
Varga László, Szigeti Jenő
2016. 04. 03.,
Az ózonkezelés költséghatékony és környezetbarát élelmiszer-feldolgozási technológia. Sikeresen alkalmazták tejmaradványok és biofilmképző baktériumok eltávolítására rozsdamentes acél felületekről, valamint a tejfeldolgozásban, beleértve a folyékony tejet, tejporokat és sajtokat. Kimutatták, hogy az ózonozás megakadályozza a penészgombák növekedését a sajtokon, és inaktiválja a levegőben szálló penészgombákat a sajt érlelő és tároló létesítményeiben. Az ózonos kezelést ígéretes módszernek találták a tejipari szennyvizek szennyezőanyag-koncentrációinak csökkentésére is.
Bevezetés
Az ózon (O 3 ) a második legerősebb általános oxidálószer a fluor után (Guzel-Seydim et al . 2004 ). Schönbein fedezte fel 1839-ben, és több mint egy évszázaddal ezelőtt használták először kereskedelmi forgalomba ivóvíz kezelésére Franciaországban (Hill and Rice 1982 ; Rubin 2001 ). Észak-Amerikában, Ausztráliában, Új-Zélandon, Japánban és számos európai országban jogilag jóváhagyták az élelmiszer-feldolgozásban az ózonozással kapcsolatos alkalmazásokat, bár eltérő mértékben (Tiwari és Rice 2012 ). Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala által az élelmiszerek, köztük a palackozott víz ózonozására vonatkozóan kiadott speciális szabályok és előírások világszerte megnövekedett érdeklődést váltottak ki az ózon élelmiszer-kezelési és -feldolgozási célokra történő felhasználása iránt (Amerikai Egyesült Államok Egészségügyi és Humánszolgáltatási Minisztériuma, Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság, 2001 ; O'Donnell et al . 2012a ; Tiwari és Ricee ). A világ számos részén az ózonozás egyre szélesebb körben elfogadott az élelmiszeriparban, mint környezetbarát zöld technológia (Pascual et al . 2007 ; O'Donnell et al . 2012a )...
Ózon használata tejtermelő gazdaságokban
A jó minőségű és mikrobiológiailag biztonságos nyerstej előállításának előfeltétele a helyes higiéniai gyakorlatok alkalmazása a tejtermelő gazdaságokban. Tekintettel arra, hogy az ózon egy erős oxidálószer, amely számos mikroorganizmus ellen aktív, beleértve a vírusokat, baktériumokat, élesztőket, penészgombákat és protozoonokat (Restaino et al . 1995 ; Kim et al . 1999 ; Moore et al . 2000 ; Khadre et al . 2000 ; Khadre et al . 200012 ; és Bourke 2012 ), az ózonkezelés a tejtermelő gazdaságokban többféle okból és célból alkalmazható.
A tejet az egyes fejőállomásokról az ömlesztett tartályba szállító csővezetékeket minden fejés után meg kell tisztítani. A vegyszeres forró vizet általában nagy mennyiségű energiát és vegyszert felemésztő tisztítási és fertőtlenítési folyamatok során használják fel. Az ózon használata jelentősen csökkentheti a vegyszerköltségeket és teljesen kiküszöbölheti a melegvíz költségeit a tejtermelő gazdaságokban. Heacox ( 2013 ) szabadalmat nyújtott be egy olyan ózonos bejuttatási módszerre, rendszerre és berendezésre, amellyel ózonos vizet, előnyösen 0,04–1,2 ppm ózont tartalmazó ózont használnak tejelő állatok, fejőberendezések és különféle felületek tisztítására és fertőtlenítésére tejelő üzemekben. Ha a tehenek hátsó lábait, tőgyét és tőgybimbóit fejés előtt alaposan lemossuk ózonos vízzel, sok higiéniai probléma könnyen megelőzhető (Ozone Systems 2014 ).
Az ózont sikeresen alkalmazták még a szarvasmarhák tőgygyulladásának kezelésére is (Ogata és Nagahata 2000 ), amely a tejtermelés legköltségesebb és leggyakoribb betegsége (Peles et al . 2007 ). Ha akut klinikai tőgygyulladásban szenvedő tehenek minden gyulladt tőgynegyedébe 6-30 mg ózont adagoltak, a beteg állatok 60%-a antibiotikum beadása nélkül teljesen felépült. Ezekben az esetekben az ózonterápia hatékonysága azonos volt az antibiotikumos kezelésével. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az ózonterápia biztonságos, hatékony és olcsó módszer a tőgygyulladás gyógyítására anélkül, hogy antibiotikum-maradványokat hagyna a nyerstejben (Ogata és Nagahata 2000 ).
Az ózon másik felhasználási módja a tejtermelő gazdaságokban az, hogy nagyon alacsony koncentrációban adják hozzá az istálló levegőjéhez, hogy megsemmisítsék a levegőben terjedő kórokozókat és kiküszöböljék a trágyaszagot az istállóban (Ozone Systems 2014 ).
Ózon felhasználása a tejfeldolgozásban
Tejmaradványok és biofilmképző baktériumok eltávolítása rozsdamentes acél felületekről
A meleg vízzel történő előöblítés általában az első lépés a tejfeldolgozó berendezések tisztításában a tejmaradványok (más néven tejszennyeződés) nagy részének eltávolítása érdekében. Guzel-Seydim et al . ( 2000 ) számszerűsítette és megjelenítette a meleg víz (40 °C) és az ózonozott hideg víz (10 °C) hatékonyságát, mint előöblítést a tejszennyeződések rozsdamentes acéllemezekről történő eltávolítására. A pásztázó elektronmikroszkópos felvételek kimutatták, hogy a fémfelületek ózonozással hatékonyabban tisztíthatók, mint a 40 °C-os melegvizes kezeléssel. A kémiai oxigénigény (KOI) mérések eredményei szerint az ózonozott víz a tejmaradványok 84%-át távolította el a tányérokról, míg a nem azonosított melegvizes kezelés a tejtermékek talajanyagainak csak 51%-át távolította el, de a két érték nem tért el szignifikánsan ( P > 0,05). Hasonlóan Fukuzaki ( 2006 ) és Jurado-Alameda et al . ( 2014 ) az ózon alkalmasságát vizsgálták a hővel denaturált tejsavófehérjék rozsdamentes acél felületekről történő eltávolítására. Mind a vizes, mind a gáznemű ózonozás elősegítette a tejsavófehérje deszorpcióját.
A tejjel érintkező felületeken megtapadt mikroorganizmusok nehezen pusztíthatók el, és a tej és tejtermékek mikrobiológiai minőségének romlását okozhatják. Az ózonozás a tejiparban széles körben használt klóralapú fertőtlenítőszerek lehetséges alternatívája (Guzel-Seydim et al . 2004 ). Greene et al . ( 1993 ) azt találták, hogy a 0,5 ppm ózont tartalmazó ózonozott, ionmentesített víz képes volt csökkenteni a közönséges pszichotróf tejromló baktériumok ( Pseudomonas fluorescens és Alcaligenes faecalis ) populációit rozsdamentes acéllemezeken több mint 4 log 10 ciklussal 10 perces expozíciós idő alatt. Az ózonozott víz hatékonysága a P. fluorescens és az A. faecalis biofilmjeivel szemben jobb volt, mint a kereskedelmi forgalomban kapható klórozott fertőtlenítő 100 ppm koncentrációban 2 percig. Hasonló eredményekről számoltak be Dosti et al . ( 2005 ), akik megállapították, hogy mind az ózon (0,6 ppm 10 percig), mind a klór (100 ppm 2 percig) jelentősen csökkentette három Pseudomonas faj populációját a rozsdamentes acél szelvényeken lévő biofilmekben, a kontrollhoz képest ( P < 0,05). Azt is érdemes megjegyezni, hogy az ózon és a teljesítmény ultrahang együttes alkalmazása még hatékonyabb a bakteriális biofilm eltávolításban, mint bármelyik kezelés önmagában (Bott és Liu 2004 ; Krasnyj et al . 2008 ; Baumann és mtsai 2009 ) .
Az ózonos víz használata azonban csak akkor javasolható a meleg víz, illetve a klór cseréjére tisztítási, illetve fertőtlenítési célokra, ha a tejfeldolgozó berendezések felülete nem károsodik. Greene et al . ( 1999 ) szerint körülbelül 0,4–0,5 ppm ózon impulzusa 21–23 °C-os vízbe 20 percig, 7 napon keresztül, az összes vizsgált anyag (azaz alumínium, réz, rozsdamentes acél és szénacél) esetében bizonyos mértékű súlycsökkenést okozott. Ezért arra a következtetésre jutottak, hogy különös figyelmet kell fordítani, ha impulzusos ózonozást alkalmaznak réz- vagy szénacél alkatrészeket tartalmazó tejtermék-hűtővíz-rendszereknél.
Folyékony tej
A nyerstejet hagyományosan termikus eljárásokkal kezelik annak érdekében, hogy az emberi fogyasztásra biztonságos legyen. A melegítés azonban negatívan befolyásolhatja a tej tápértékét és érzékszervi tulajdonságait. Emiatt Sander ( 1985 ) szabadalmaztatott egy eljárást folyadékok enyhe ózonkezelésére, beleértve a tejet és a folyékony tejtermékeket, ezáltal minimalizálva azok esetleges minőségromlását. Rojek et al . ( 1995 ) nyomás alatti ózont (5-35 mg/l 5-25 percig) használtak a sovány tej megőrzésére a mikrobiális populáció csökkentésével. Kimutatták, hogy a kezelés több mint 99%-kal csökkentette a pszichotrófok számát. Sheelamary és Muthukumar ( 2011 ) ózonozással teljesen kiküszöbölte a Listeria monocytogenes-t mind a nyers, mind a márkás tejmintákból.
Egy nemrégiben készült tanulmányban értékelték a nyerstejben ózonos kezeléssel végzett mikrobiális inaktiválás hatékonyságát (Cavalcante et al . 2013a ). Azt találták, hogy az ózongáz buborékolása 1,5 mg/l-nél 15 percig akár 1 log 10 ciklussal csökkenti a baktériumok és gombák számát. Az ózonozás tehát önmagában nem volt képes a nyerstej mikrobiótájának kellően nagy százalékát elpusztítani. Egy svéd cég kifejlesztett egy kíméletes eljárást, amely előozonozást, majd hagyományos pasztőrözési lépést foglal magában (Pastair 2014 ). A kezelésről azt állítják, hogy a kereskedelmi forgalomban kapható folyékony tejeket meghosszabbítja, anélkül, hogy túlzott lipid- vagy fehérjeoxidációt okozna a végtermékekben.
Porított tejtermékek
A korábban Enterobacter sakazakii néven ismert Cronobacter spp.-t a közelmúltban halálos újszülöttkori fertőzésekkel hozták összefüggésbe (Joseph és Forsythe 2011 ). Ezeket a szervezeteket gyakran izolálják a tejporból és a szárított tejtermelő létesítmények környezetéből (Kandhai et al . 2004 ; Torlak és Sert 2013 ). Torlak és Sert ( 2013 ) kimutatta, hogy az ózonozás hatékony módszer a Cronobacter sakazakii ATCC 51329 sejtek elpusztítására tejporokban, különösen szárított sovány tejben. A szerzők teljes és sovány tejpor mintákat 2,8 mg/l vagy 5,3 mg/l koncentrációjú gáznemű ózon hatásának tettek ki 0,5–2 órán keresztül. Mindkét ózonszint körülbelül 3 log 10- rel csökkentette a sovány tejporban lévő Cronobacter -számot 120 perces expozíciót követően. Az ózonkezelés hatékonyságát azonban hátrányosan befolyásolta a zsír jelenléte a termékben, mivel a teljes tejporban a C. sakazakii életképességében mindössze 2 log 10 egységnyi csökkenést figyeltek meg 2 órás gáznemű ózonozás után.
Sajt és beltéri hangulat a sajt érlelő és raktárhelyiségeiben
Az ózont először az USA-ban használták sajttárolókban, már az 1940-es években (Brunner 1958 ; Tiwari és Rice 2012 ). Néhány évvel később különböző szerzők javasolták az ózon alacsony szintű alkalmazását, hogy megakadályozzák a penészesedést a sajtokon az érlelés során (Ewell 1950 ; Walter 1951 ). Gibson et al . ( 1960 ) két ózonkoncentrációt alkalmaztak, hogy leküzdjék a jól bevált penészesedést, és megakadályozzák a penészképződést a Cheddar sajtokon. A magas, 3–10 ppm-es ózonszint elpusztította a penészesedést, de néhány nappal az ózonozás leállítása után a Cheddar sajtmintákon bőséges penészképződés alakult ki, ami azt jelzi, hogy a penészgombák nem pusztultak el. Már az alacsony, 0,2–0,3 ppm ózonkoncentráció is jelentősen csökkenti a sajtfelületek penészes felületeinek relatív méretét. A magas ózontartalmú és alacsony ózontartalmú kezelések 94%-kal, illetve 88%-kal csökkentették az átlagos penészspóraszámot a termesztőhelyiségekben. Az ózonos kezelésekből adódó ízhibákat egyik kóstolt sajtmintákban sem észlelték.
Teljes tanulmány:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1471-0307.12302
A cikk összeállításához a Nemzeti Fejlesztési Ügynökség (GOP-1.1.1-11-2012-0457 projekt sz.) biztosította a forrást. A szerzők köszönetet mondanak Dr. Fördős-Gráczol Eszternek, a Nyugat-magyarországi Egyetem munkatársának technikai segítségéért.